JPH04146075A - 第３―５族化合物半導体の研磨剤 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、発光ダイオード、半導体レーザー、電子デバ
イス、光電子集積回路等に用いられる周期率表の第■−
Ｖ族物質から成る化合物半導体の化学的及び機械的研磨
に用いる研磨剤に関する。

更に詳しく述べると、塩素化インシアヌル酸、アルカリ
金属の硫酸塩、アルカリ金属の燐酸塩よりなる第■−Ｖ
族化合物半導体の研磨剤において、アルカリ金属の炭酸
塩を配合し、該研磨剤を使用する時の水溶液中の活性塩
素の残存率を高くしたことを特徴とする第■−Ｖ族化合
物半導体の研磨剤に関する。

（従来の技術） エレクトロニクス技術は、シリコン半導体によるＩＣ回
路によるコンピューター技術が、社会的ニーズへの対応
に限界がある事からシリコンデバイス性能を越えた第■
−Ｖ族化合物半導体による光電子集積回路、高速電子デ
バイス、オプトエレクトロニクスデバイス等が注目され
ている。

第■−Ｖ族化合物半導体としては、Ｇａ−Ａｓ、Ｇａ−
Ｐ％Ｇａ−３ｂ、ＡＩ−Ｐ、Ａｌ−Ａｓ。

Ｉｎ−Ｐｌ　Ｉｎ−Ａｓ、Ｉｎ−５ｂＳＧａ−ＡＩ−Ａ
ｓ、Ｇａ−Ａｓ−Ｐ等が挙げられる。またそれらの用途
は、発光ダイオード、半導体レーザー、太陽電池、マイ
クロ波ダイオード、光電子集積回路、及び磁気半導体素
子等極めて広範囲である。

上述の第■−Ｖ族の化合物の中でもＧａ−Ａｓは、ＩＣ
基板とデバイスの両分野で開発が積極的に行われている
。

これらの用途の為のＧａ−ＡｓはＩＣ基板の工業的製法
は、ボート法、或いは引き上げ法等で、Ｇａ−Ａｓのバ
ルク結晶を成長させその様にして得られた塊からスライ
ス、ウェハーを得て機械的研磨と化学的エツチングを組
合せた研磨法で鏡面仕上げが行われている。この化合物
半導体の研磨法としては、従来から下記の方法が用いら
れる。

自由回転するスピンドルで支持されている集積用ブロッ
クに研磨すべく半導体のウェハーまたは、スライスを固
定する。これを、回転するターンテーブルに支持されて
いるポリウレタン類の研磨布に押しつけることで行われ
ているが、この際に高速、平滑化を目的として化学的エ
ツチングを組み合わせる。

この化学的エツチングの方法としては、半導体表面と反
応して機械研磨により表面から除去ならしめる化学的研
磨剤が選ばれる。

従来から知られている化学的研磨剤としては、次のよう
なものがある。

■　有効塩素　２．４〜４．６　ｇ　／　１のＮａ０Ｃ
１、ＫＯＣＩ水溶液と炭酸ソーダ（米国特許３３４２６
５２号） ■　０．００１〜０．０５％のＢｒ２を熔解するメタノ
ール液（英国特許９４５９３３号） ■　塩化シアヌルをアルカリ水溶液に熔解した溶液（特
開昭５７−１９６７２３号） ■　酸性条件下で塩素を遊離する化合物の水溶液使用（
特公昭５７−３５５７４号） ■　塩素化イソシアヌル酸とアルカリ金属の燐酸塩と硫
酸塩を組み合わせる事による研磨剤（特開昭６３−８４
８８７２号） （発明が解決すべき課題） 上述の従来のＧａ−Ａｓの化学的研磨剤のうち■では、
Ｎａ０ＣＩの濃度が高い場合には加工速度が高いが表面
が酸化される欠点があった。

■では、危険度の高いＢｒ、を用いるし、また加工速度
が遅い欠点がある。

■では、水溶液の安定性が低く、研磨速度が極端に遅い
欠点がある。

■では、研磨時に酸性水溶液を使用するため、活性塩素
の安定性が低くなる。また特に酸性条件下ではウェハー
の表面にスクラッチを生ずる欠点がある。

■では、■〜■の欠点を改良し、加工速度を早くしスク
ラッチの発生も少なくしたものであるが、現実的には塩
素化シアヌル酸の添加量の増加等更なる性能向上に対す
る要求があった。しかし、塩素化シアヌル酸の増量は水
溶液での活性（残留）塩素の安定性の不足など多くの問
題点を含んでいた。本発明者等は上記の■の配合におい
て、アルカリ金属の炭酸塩を用いることで、活性（残留
）塩素の安定性の不足などの問題を゛解決できることを
見出し本発明を解決した。

本発明は従来の上記問題点を解決し今まで以上の性能を
有する新しい研磨剤を提供する事を目的とするものであ
る。

（問題点を解決するための手段） 本発明は、塩素化イソシアヌル酸、アルカリ金属の硫酸
塩、アルカリ金属の燐酸塩よりなる第■−Ｖ族化合物半
導体の研磨剤において、アルカリ金属の炭酸塩を含有す
ることを特徴とする第１［１−■族化合物半導体の研磨
剤に関する。

以下更に本発明の詳細な説明する。上記の各成分の研磨
剤における含有量は、塩素化イソシアヌル酸が１０〜６
０重量％、好ましくは２０〜６０重量％である。１０重
量％未満では、研磨速度が遅くなり実用的でなく、６０
重量％を越えるとスクラッチの発生が多くなる傾向があ
り好ましくない、アルカリ金属の硫酸塩は５〜５０重量
％、好ましくは１０〜５０重量％、アルカリ金属の燐酸
塩は、５〜５０重量％、好ましくは１０〜５０重量％で
ある。

本発明で使用する主成分である塩素化イソシアヌル酸と
しては、ジクロロイソシアヌル酸ナトリウムの無水物及
び水和物、或いはジクロロイソシアヌル酸カリウムが好
ましい。他の成分として、アルカリ金属の硫酸塩として
は無水硫酸ナトリウム、水和硫酸ナトリウムが好ましい
。アルカリ金属の燐酸塩としては燐酸ナトリウム、燐酸
カリウム、トリポリ燐酸ナトリウム、ヘキサメタ燐酸ナ
トリウム、ピロ燐酸ナトリウム、メタ燐酸ナトリウム等
が挙げられる。

また、アルカリ金属の炭酸塩としては無水炭酸ナトリウ
ム、水和炭酸ナトリウム、炭酸水素ナトリウムが好まし
い。

上記の研磨剤成分としての前記の硫酸塩、燐酸塩及び炭
酸塩は塩素化イソシアヌル酸が水に溶解して生成する活
性塩素が分解し、研磨速度が不安定になるのを防ぎ、更
に炭酸塩は上記作用を持つと共に前記硫酸塩と燐酸塩と
の組み合わせで、高い濃度での活性塩素の持続性を長く
する相乗効果がある。

本発明の研磨剤は、使用時に水に溶解させ使用するもの
だが、その際の活性塩素の濃度は０．２〜１．５％（重
量／容積）になるようにする。このように水溶液を調整
した時に研磨剤水溶液のｐ）（は８．５〜１０．０のア
ルカリ性になる。

本発明の研磨剤は、これらの主成分の他にシリカ粉末、
シリカゾル、或いは有機酸の塩又は無機塩等を添加して
も良い。

以下に本発明を実施例で更に詳しく説明するが、本発明
の技術的範囲はこれに限定されるものではない。

実施例１〜８及び比較例１〜４ 表−１に示すように研磨剤を調合し、その２％及び４％
水溶液でＧＡ−Ａｓの研磨効果を調べた。

その結果を併せて表−１に示す。研磨方法は、半導体基
板の研磨テストに使用されるテスト装置を用い次のよう
な条件で行い、研磨効果の評価方法も以下に記す。

比較例として同じく表−１に示す研磨剤を用い実施例と
同様に行った。

表−１に示すように、本発明の研磨剤は、比較例と比較
して、活性塩素の残存率が高い事を示している。

（研磨条件） 研磨用パッド：　ポリウレタンフォーム回転速度　　：
　　４５０ｒｐｍ ウェハ　：（１００＞Ｇ５−Ａｓ４．６〜５．１ｃｍウ
ェハー保持パッド：　レーヨン布 研磨液供給達度：　３０〜５０ｍ　１／ｍ”・ｍ　ｉ　
ｎ（ウェハーの単位面積当たり） ウェハー保持圧：約２ｋｇ／ｃｍ” （研磨効果の評価方法） 研磨速度：　研磨前と研磨後のＧＡ−Ａｓのウェハーの
厚みを測定し、ウェハーストイツク除去速度即ち１分間
当たりの研磨速度の３回の平均値より算出した。結果を
表−１に示す。

スクラッチの発生程度の評価：微分緩衝型顕微鏡を用い
てウェハー表面を観察した。また、暗室において、黒い
紙の上に研磨後のウェハーを置き斜めから集光灯により
光を照射し、鏡面で反射せしめ、表面の乱反射のを無の
程度によりスクラッチの発生の程度を調べた。結果を表
−１に示す。

評価結果の記号は以下の意味である。

○　　　スクラッチ全くない。

ロ　　　スクラッチ極めて少ない。

△　　　スクラッチかなり少ない。

×　　　スクラッチ幾分多い。

××　　スクラッチかなり多い。

（水溶液中の活性塩素濃度の安定性評価法）表−１に示
す研磨剤を調合し、その２％、４％の水溶液を作り、活
性塩素濃度の変化を測定した。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）塩素化イソシアヌル酸、アルカリ金属の硫酸塩、
   アルカリ金属の燐酸塩よりなる第III−Ｖ族化合物半導
   体の研磨剤において、アルカリ金属の炭酸塩を含有する
   ことを特徴とする第III−Ｖ族化合物半導体の研磨剤。
2. （２）塩素化イソシアヌル酸を１０〜６０重量％アルカ
   リ金属の硫酸塩を５〜５０重量％、アルカリ金属の燐酸
   塩を５〜５０重量％及びアルカリ金属の炭酸塩を０．５
   〜５０重量％含有する請求項１記載の第III−Ｖ族化合
   物半導体の研磨剤。